DE2309883A1 - Planetenkuehler - Google Patents

Description

P 2405

Polysius AG, Neubeckum

Planetenkühler

Die Erfindung betrifft einen Planetenkühler mit einer Anzahl von am Umfang eines Drehrohrofens angebrachten Kühlrohren, die am Ofenmantel mittels einzelner Halterungen befestigt sind, die eine thermische Ausdehnung der Kühlrohre und ihrer Halterungen in Umfangsrichtung gestatten.

Es ist bekannt (OS 1 758 003), die Kühlrohre eines Planetenkühlers in einer am Umfang des Drehrohrofens befestigten, ringförmigen Tragplatte zu haltern, die mit zur Aufnahme der Kühlrohre dienenden, etwa halbkreisförmigen Ausnehmungen versehen ist. In diesen Ausnehmungen sind die Kühlrohre durch schellenartige äußere Befestigungsteile festgelegt. Der wesentliche Nachteil dieser Ausführung besteht darin, daß sich die im Betrieb thermisch hoch beanspruchten Kühlrohre vor allem in Umfangsrichtung nicht frei ausdehnen können; gleiches gilt für die zwischen den genannten Ausnehmungen vorhandenen Stege der einteiligen Tragplatte. Legt man die Kühlrohre in den erwähnten Ausnehmungen verschiebungsfrei fest - was zumindest an einer Stelle in Längsrichtung der Kühlrohre erfolgen muß -, so sind erhebliche thermische Spannungen in den Kühlrohren, der ringförmigen Tragplatte und im Ofenmantel unvermeidlich.

Bei einem anderen bekannten Planetenkühler (OS 2 104 115) sind die Kühlrohre an stelzenartigen Stützelementen befestigt, die an ihrem Fuß gelenkig mit dem Drehrohrofenmantel verbunden sind (so daß sich die Kühlrohre in Längsrichtung frei ausdehnen können) und die an ihrem äußeren Ende starr

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mit den beiden auf unterschiedlichen Seiten des stelzenartigen Stützelementes befindlichen Kühlrohren verbunden sind. Auch diese Ausführung ist mit dem Nachteil behaftet, daß sich die Kühlrohre in Umfangsrichtung zum Ausgleich thermischer Spannungen nicht frei ausdehnen können.

Zur Vermeidung dieses Nachteiles hat man schließlich eine Ausführung entwickelt, bei der die einzelnen Kühlrohre in gesonderten Halterungen befestigt sind, die an ihrem inneren Ende mit dem Drehrohrofenmantel verbunden sind und zwischen sich in umfangsrichtung einen Spalt frei lassen, der eine thermische Ausdehnung der Kühlrohre und ihrer Halterungen in Umfangsrichtung gestattet. Bei dieser Lösung ergibt sich nun Jedoch ein anderer Nachteil: Bedingt durch das exzentrisch zur Drehrohrofenachse angreifende Gewicht der einzelnen Kühlrohre ergeben sich am Fuß der Kühlrohrhalterungen, d.h. in der Zone der Verbindung dieser Halterungen mit dem Drehrohrofenmantel, sehr erhebliche Zug- und Druckkräfte, die diese Verbindung und den Drehrohrofenmantel stark beanspruchen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung dieses Nachteiles einen Planetenkühler der eingangs genannten Art so auszubilden, daß - unter Aufrechterhaltung einer freien Ausdehnung der Kühlrohre und ihrer Halterungen in Umfangsrichtung - die kräftemäßige Beanspruchung der Verbindung der Kühlrohrhalterungen mit dem Drehrohrofenmantel sowie die Beanspruchung des Drehrohrofenmantels selbst wesentlich verkleinert werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Halterungen benachbarter Kühlrohre in radialer Richtung gegeneinander abgestützt sind.

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Durch eine solche Abstützung kompensieren sich Zug- und Druckkräfte, die bei der zuletzt geschilderten bekannten Ausführung auf den Drehrohrofenmantel übertragen werden, bereits im Bereich der benachbarten Halterungen, so daß die Verbindungszonen zwischen den Halterungen und dem Drehrohrofenmantel sowie der Drehrohrofenmantel nur noch durch wesentlich kleinere Differenzk'räfte (in etwa radialer Richtung wirkende Querkräfte) beansprucht werden.

Die Abstützung der Halterungen benachbarter Kühlrohre in radialer Richtung läßt den Kühlrohren und ihren Halterungen die Möglichkeit, sich in Umfangsrichtung thermisch frei auszudehnen (wodurch der Spalt zwischen benachbarten Halterungen entsprechend kleiner wird). Bezüglich der thermischen Ausdehnung in radialer Richtung ist die erfindungsgemäß vorgesehene Abstützung unschädlich, da sich die benachbarten Kühlrohre und ihre Halterungen in radialer Richtung annähernd gleichmäßig ausdehnen.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, aus dem sich zugleich vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben, ist in der Zeichnung veranschaulicht. Es zeigen

Pig.l einen Teilschnitt durch zwei Kühlrohre eines erfindungsgemäßen Planetenkühlers;

Fig.2 ein Detail, das die Abstützung benachbarter Halterungen veranschaulicht.

Am Umfang eines Drehrohrofens 1 sind eine Anzahl von Kühlrohren 2, 2' usw. angebracht, wobei für die folgende Beschreibung angenommen sei, daß sich die Achse 3 des Kühlrohres 2 gerade etwa auf der Höhe der (nicht dargestellten) Achse des Drehrohrofens 1 befindet.

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-n-

Das Kühlrohr 2 - gleiches gilt für alle anderen Kühlrohre, die planetenartig am Umfang des Drehrohrofens 1 angeordnet sind - sitzt in einer Halterung, die aus einem inneren Halterungsteil 4 und einem äußeren Halterungsteil 5 besteht. Der innere Halterungsteil ¹J ist am Mantel des Drehrohrofens 1 starr befestigt und bildet eine etwa halbkreisförmige Ausnehmung 4a, in der das Kühlrohr 2 ruht. Der äußere Halterungsteil 5 weist gleichfalls eine das Kühlrohr 2 umschließende, etwa halbkreisförmige Ausnehmung 5a auf und ist auf beiden Seiten durch nur schematisch angedeutete Verbindungselemente 6, 7 (beispielsweise Schraubbolzen) mit dem inneren Halterungsteil 4 verbunden.

Zwischen den Halterungen benachbarter Kühlrohre 2, 2' ist ein freier Spalt 8 vorhanden, der eine thermische Ausdehnung der Kühlrohre und ihrer Halterungen in Umfangsrichtung gestattet.

Insoweit stimmt der erfindungsgemäße Planetenkühler mit der oben beschriebenen bekannten Ausführung überein. Ohne die im folgenden näher erläuterte erfindungsgemäße Abstützung würden nun - bedingt durch das Gewicht des Kühlrohres 2 und seiner Halterung 4,5 (versinnbildlicht durch die an der Achse 3 angreifende Kraft K) an der Verbindungszone zwischen dem inneren Halterungsteil 4 und dem Mantel des Drehrohrofens 1 beachtliche Zug- und Druckkräfte Z bzw. D auftreten. Für das Kühlrohr 2^f sind die genannten Kräfte mit K¹, Z¹ und D¹ bezeichnet.

Erfindungsgemäß ist nun zur Verkleinerung dieser die Konstruktion in unerwünschter Weise beanspruchenden Kräfte zwischen den Halterungen benachbarter Kühlrohre eine Abstützung vorgesehen. Jede dieser Abstützungen enthält drei Stützteile 9, 10 und 11, von denen der in radialer Richtung innere Stützteil 9 und der in radialer Richtung äußere Stützteil 11 mit der Halterung des einen Kühlrohres (z.B. 2), im

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vorliegenden Falle mit dem inneren Halterunpsteil *l verbunden ist, während der in radialer Richtung mittlere Stützteil 10 mit der Halterung des benachbarten Kühlrohres (z.B. 2¹) verbunden ist. Zwischen diesen Stützteilen 9, 10 und 11 sind - wie Insbesondere Fig.2 zeigt - Keile 12 bis 15 angeordnet, durch die Montageungenauigkeiten ausgeglichen werden und eine zuverlässige gegenseitige Abstützung der Stützteile 9> 10 und 11 in radialer Richtung erreicht wird.

Wie Fig.l erkennen läßt, ist die Starke der Stützteile 9 bis 11 sowie der Keile 12 bis 15 in Umfangsrichtung kleiner als der Spalt 8 gewählt. Durch diese Dimensionierung wird erreicht, daß sich die Halterungen benachbarter Kühlrohre 2, 2¹ auch in Bereich der Abstützung in Umfangsrichtung gegeneinander ausdehnen können.

Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist der mittlere Stützteil 10 unter einem den Keilen 12 bis 15 entsprechenden Winkel abgeschrägt, so daß sich eine gute flächige Verbindung ergibt.

Bei Betrachtung der Fig.l leuchtet es ohne weiteres ein, daß durch die erfindungsgemäße radiale Abstützung der Halterungen benachbarter Kühlrohre die unerwünschten Kräfte Z, D bzw. Z¹, D¹ wesentlich verkleinert werden, da im Bereich der Abstützung bereits eine weitgehende Kompensation der auftretenden Zug- und Druckkräfte erfolgt. Auf die Verbindungszonen zwischen den Halterungen und dem Ofenmantel sowie auf den Ofenmantel wirken demgemäß nur noch wesentlich verringerte Differenzkräfte.

Bei dem erläuterten Ausführungsbeispiel ist die Abstützung zwischen den inneren Halterungsteilen k benachbarter Kühlrohre 2, 2¹ vorgesehen. Im Rahmen der Erfindung ist es selbstverständlich jedoch auch möglich, die Abstützung zwischen

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den äußeren Halterungsteilen 5 benachbarter Kühlrohre anzuordnen. Zweckmäßig ist es jedenfalls, die Abstützung möglichst im äußeren Bereich der einander gegenüberliegenden Flächen benachbarter Halterungen vorzusehen, d.h. an einer in radialer Richtung möglichst weit nach außen verlagerten Stelle.

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Claims (1)

1. - 7 Patentansprüche

   1. Planetenkühler mit einer Anzahl von am Umfang eines Drehrohrofens angebrachten Kühlrohren, die am Ofenmantel mittels einzelner Halterungen befestigt sind, die eine thermische Ausdehnung der Kühlrohre und ihrer Halterungen in Umfangsrichtung gestatten, dadurch gekennzeichnet , daß die Halterungen benachbarter Kühlrohre (2, 2') in radialer Richtung gegeneinander abgestützt sind.

   2. Planetenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen im äußeren Bereich der einander gegenüberliegenden Flächen benachbarter Halterungen vorgesehen sind.

   3. Planetenkühler nach Anspruch 1, bei dem die einzelnen Halterungen durch zwei Teile gebildet werden,von denen der mit einer etwa halbkreisförmigen Aufnahme für das Kühlrohr versehene innere Halterungsteil am Ofenmantel befestigt ist, während der äußere Halterungsteil das Kühlrohr schellenartig umgreift und mit dem inneren Halterungsteil auf beiden Seiten fest verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen zwischen den inneren Halterungsteilen (4) benachbarter Kühlrohre (2, 2'), vorzugsweise nahe dem äußeren Ende dieser inneren Halterungsteile, vorgesehen sind.

   ¹I. Planetenkühler nach Anspruch 1, bei dem die einzelnen Halterungen durch zwei Teile gebildet werden, von denen der mit einer etwa halbkreisförmigen Aufnahme für das Kühlrohr versehene innere Halterungsteil am Ofenmantel befestigt ist, während der äußere Halterungsteil das Kühlrohr schellenartig umgreift und mit dem inneren Halterungsteil auf beiden Seiten fest verbunden ist,

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   dadurch gekennzeichnet, daß die Abstützungen zwischen den äußeren Halterungsteilen (5) benachbarter Kühlrohre (2, 2¹) vorgesehen sind.

   5. Planetenkühler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jede Abstützung drei Stützteile (9, 10, 11) enthält, von denen der in radialer Richtung innere (9) und der in radialer Richtung äußere Stützteil (11) mit der einen Halterung und der in radialer Richtung mittlere Stützteil (10) mit der anderen Halterung fest verbunden ist und daß sich diese Stützteile vorzugsweise über dazwischen angeordnete Keile (12 bis 15) gegeneinander abstützen.

   6. Planetenkühler nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch eine derartige Dimensionierung der Stützteile (9, 10, 11) in Umfangsrichtung, daß sich die benachbarten Halterungen auch im Bereich der Abstützungen in Umfangsrichtung gegeneinander ausdehnen können.

   7· Planetenkühler nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens eine der beiden einander zugewandten Flächen von in radialer Richtung benachbarten Stützteilen (z.B. 9, 10) entsprechend dem dazwischen angeordneten Keil (12, 13) abgeschrägt ist.

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